- •Гипотеза м. Планка (1900 г.)
- •Квантовая теория света Эйнштейна (1905 г.)
- •Интерференция света. Условия получения интерференционной картины. Условия максимума и минимума при интерференции
- •37. Когерентность. Интерференция в тонких пленках.
- •Кольца Ньютона
- •Когерентность и монохроматичность световых волн
- •Когерентностью называется согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов.
- •Условие временной когерентности:
- •Условие пространственной когерентности:
- •Интерференция в тонких пленках. Кольца Ньютона
- •Условие максимума
- •Условие минимума
- •38. Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Метод зон Френеля. Дифракция Френеля на простейших преградах. Явление дифракции света. Принцип Гюйгенса-Френеля
- •Метод зон Френеля
- •Дифракция Френеля на простейших преградах
- •39. Дифракция Фраунгофера. Дифракционная решетка, ее разрешающая способность Дифракция Фраунгофера на одной щели
- •Дифракционная решетка, ее разрешающая способность
- •Пространственная решетка. Рассеяние света
- •41. Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера.
- •42. Тепловое излучение, его характеристики. Абсолютно черное тело
- •Характеристики теплового излучения
- •43. Распределение энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Законы Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Вина
- •2. Закон Стефана-Больцмана
- •Квантовая гипотеза м. Планка (1900 г.)
- •Тепловые источники света
- •44. Фотоэффект. Законы фотоэффекта
- •Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта
- •Применение фотоэффекта
- •45. Развитие представлений о строении атома. Модели Томсона и Резерфорда. Спектры излучения и поглощения в атомах водорода
- •Спектры излучения и поглощения в атомах водорода
- •46. Постулаты Бора. Квантование орбит. Боровская теория атома водорода
- •Спектр атома водорода по Бору
- •47. Характеристики атомного ядра. Атомная единица массы. Изотопы. Состав атомного ядра Размер, состав и заряд атомного ядра. Массовое и зарядовое числа
- •Характеристики ядра
- •48. Устойчивость атомных ядер. Энергия связи. Деление тяжелых ядер и синтез легких. Термоядерная энергия.
- •Цепная реакция деления
- •Реакции синтеза (термоядерные реакции)
- •Понятие о ядерной энергетике
- •49. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада
- •Виды радиоактивного излучения
- •Закон радиоактивного распада
- •1Бк активность нуклида, при которой за 1 с происходит один акт распада.
- •Закономерности , и распадов
- •Дозы излучений
Дифракционная решетка, ее разрешающая способность
Рис. 3. Дифракционная решетка
Дифракционная решетка является основным элементом спектральных приборов и представляет собой периодическую структуру, выгравированную специальной делительной машиной на поверхности стеклянной пластинки. У хороших решеток на каждый миллиметр приходится до 2000 штрихов.
Рис. 5. Распределение
интенсивности при дифракции
монохроматического света на решетках
с различным числом щелей. I0
– интенсивность колебаний при дифракции
света на одной щели.
Оптическая разность хода между крайними лучами на периоде решетки
(7)
Условие главного дифракционного максимума:
(8)
Рис.
6.
Разложение
белого света в спектр с помощью
дифракционной решетки
Решетка способна разлагать излучение в спектр, то есть она является спектральным прибором. Если на решетку падает немонохроматическое излучение, то в каждом порядке дифракции (т. е. при каждом значении m) возникает спектр исследуемого излучения, причем фиолетовая часть спектра располагается ближе к максимуму нулевого порядка.
С помощью дифракционной решетки можно производить очень точные измерения длины волны.
Спектральной разрешающей способностью R решетки, характеризующей возможность разделения с ее помощью двух близких спектральных линий с длинами волн λ и λ + Δλ, называется отношение длины волны λ к минимально возможному значению Δλ, т.е.
(4)
т.е. разрешающая способность решетки пропорциональна порядку спектра m и числу щелей N.
Пусть решетка имеет период d = 10–3 мм, ее длина L = 10 см. Тогда, N = 105 (это хорошая решетка). В спектре 2-го порядка разрешающая способность решетки оказывается равной R = 2·105. Это означает, что минимально разрешимый интервал длин волн в зеленой области спектра (λ = 550 нм) равен Δλ = λ / R ≈ 2,8·10–3 нм.
Пространственная решетка. Рассеяние света
Дифракция света может наблюдаться не только на одномерной, но и двумерной и трехмерной решетках – пространственных образованиях с периодическим расположением элементов.
Дифракция света может происходить в мутных средах – средах с явно выраженными оптическими неоднородностями: облака, дым, туман и т.д. Происходит рассеяние света в мутной среде.
Рассеяние света происходит и в чистых средах, но с оптическими неоднородностями, флуктуациями плотности, анизотропии, концентрации (молекулярное рассеяние).
Молекулярным рассеянием объясняется голубой цвет неба. Согласно закону Рэлея (I 4) более короткие голубые лучи рассеиваются сильнее. Из-за рассеивания коротких свет, прошедший через толщу атмосферы, содержит больше длинных лучей. Поэтому заходящее солнце видится красным.
Флуктуации плотности возрастают с температурой, поэтому летом небо более насыщено, чем зимой.
40. Поляризация света. Виды поляризованного света. Закон Малюса
Естественный и поляризованный свет
Рис.
1. Синусоидальная
(гармоническая) электромагнитная
волна.
Векторы
,ивзаимно перпендикулярны.
Электромагнитная волна представляет собой колебания электрического и магнитного полей. Физиологическое, фотохимическое, фотоэлектрическое и другое действие света на вещество вызывается электрическим полем, поэтому вектор называютсветовым вектором. Плоскость, в которой происходят колебания этого вектора, называется плоскостью поляризации.
Свет, в котором направления колебаний упорядочены каким-либо образом, называется поляризованным светом. Свет, в котором колебания одного направления преобладают над колебаниями других направлений, называетсячастично поляризованным светом.
Глаз человека не отличает естественный свет от поляризованного. Зрительное ощущение вызывает только интенсивность света J.
Интенсивность электромагнитной волны пропорциональна квадрату амплитудного значения напряженности электрического поля , т.е..
степень поляризации (1)
Для естественного света: Jmax = Jmin и Р = 0; для плоско поляризованного света Jmin = 0 и Р = 1.
Рис. 3.
Прохождение
естественного света
через два
идеальных поляризатора.
yy'
– разрешенные направления поляризаторов.
Поляризатор – вещество, пропускающее свет определенного направления (например, турмалин).
Рис.
4.
Иллюстрация к
закону Малюса
закон Малюса (2)
При повороте плоскости поляризации интенсивность пропускаемого через поляризатор света уменьшается пропорционально косинусу угла поворота в квадрате.
При пропускании естественного света через два поляризатора выйдет свет интенсивностью
из первого : , из второго: ;
;.